防雷击浪涌电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种防雷击浪涌电路，包括与变压器连接的吸收限压电路、吸收及整流电路、场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路和与开关电源连接的差模滤波电路；所述的吸收限压电路与吸收及整流电路的输入端连接，所述的吸收及整流电路的输出端分别与场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接；所述的场效应管及外围保护电路还与TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接。上述防雷击浪涌电路能够多重消减电网浪涌电压冲击。
【专利说明】防雷击浪涌电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及终端【技术领域】，具体讲是一种防雷击浪涌电路。
【背景技术】
[0002]终端主要指专变终端、配变终端等系统类终端。现有终端产品的电源大部分采用开关电源供电，即变压器供电的电压经压敏电阻吸收后，再供给开关电源。即传统的终端产品防雷击浪涌保护仅仅靠压敏电阻吸收。该类型的终端产品在实际的使用过程中存在以下缺陷:由于终端产品的用电环境恶劣，如雷电、大型感性负载接入或断开以及局部电网谐振等，这些均会在电网产生浪涌电压。现有技术的防雷击浪涌电路只通过压敏电阻限压，以浪涌电压作用在线电压为例，浪涌电压有两只串联的压敏电阻限制，只能将浪涌电压限制在2.4kV左右，其远远高于开关电源滤波高压电容和MOS管的耐压值。当高压持续时间过长导致高压滤波电容充满时，其高压将损坏MOS管直至高压滤波电容，电源损坏。故需要一种能够多重消减电网浪涌电压冲击的防雷击浪涌电路，以解决上述问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够多重消减电网浪涌电压冲击的防雷击浪涌电路。
[0004]本实用新型的技术方案是，提供一种防雷击浪涌电路，包括与变压器连接的吸收限压电路、吸收及整流电路、场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路和与开关电源连接的差模滤波电路；所述的吸收限压电路与吸收及整流电路的输入端连接，所述的吸收及整流电路的输出端分别与场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接；所述的场效应管及外围保护电路还与TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接。
[0005]所述的吸收限压电路包括压敏电阻RV1、RV2、RV3和电容C1、C2、C3，所述压敏电阻RVl的一端与电容Cl的一端连接；所述压敏电阻RV2的一端与电容C2的一端连接；所述压敏电阻RV3的一端与电容C3的一端连接；所述压敏电阻RVl的另一端与电容Cl的另一端、压敏电阻RV2的另一端、电容C2的另一端、压敏电阻RV3的另一端、电容C3的另一端连接。
[0006]所述的吸收及整流电路包括吸收用的电阻Rl、R2、R3、R4和二极管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 ;所述电阻Rl的一端与电容Cl的一端连接，所述电阻Rl的另一端与二极管D4的阳极、二极管D8的阴极连接；所述电阻R2的一端与电容C2的一端连接，所述电阻R2的另一端与二极管D3的阳极、二极管D7的阴极连接；所述电阻R3的一端与电容C3的一端连接，所述电阻R3的另一端与二极管D2的阳极、二极管D6的阴极连接；所述电阻R4的一端与电容C3的另一端连接，所述电阻R4的另一端与二极管Dl的阳极、二极管D5的阴极连接；所述二极管Dl的阴极、D2的阴极、D3的阴极、D4的阴极均连接；所述二极管D5的阳极、D6的阳极、D7的阳极、D8的阳极均连接。
[0007]所述的场效应管及外围保护电路包括稳压二极管VD1、VD2、VD3、尖峰吸收电容C4、C5、场效应管Vl以及电阻R5 ;所述电阻R5的一端与场效应管Vl的d极、尖峰吸收电容C4的一端、稳压二极管VDl的阴极、二极管Dl的阴极均连接，所述电阻R5的另一端与场效应管Vl的g极、电容C5的一端、稳压二极管VD3的阴极连接；所述场效应管Vl的s极与电容C5的另一端、稳压二极管VD3的阳极、尖峰吸收电容C4的另一端、稳压二极管VD2的阳极连接；所述稳压二极管VDl的阳极与稳压二极管VD2的阴极连接。
[0008]所述的TVS限压及失效保护电路包括电阻R6和TVS 二极管TVS1、TVS2 ;所述电阻R6的一端与场效应管及外围保护电路连接；所述电阻R6的另一端与TVS 二极管TVSl的阴极连接；所述TVS 二极管TVSl的阳极与TVS 二极管TVS2的阴极连接；所述TVS 二极管TVS2的阳极与二极管D5的阳极、差模滤波电路连接。
[0009]所述的差模滤波电路包括两个串联电容C6、C7和两个与开关电源连接的滤波及放电电路，所述电容C6与一个滤波及放电电路连接；所述的电容C7与另外一个滤波及放电电路连接。
[0010]所述的滤波及放电电路包括两个一端相连接的电阻和一个电感，所述两个电阻的另一端分别与电感的两端连接。
[0011]采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0012]本实用新型防雷击浪涌电路设在变压器与开关电源之间，这样首先由压敏电阻钳位和电容滤波，然后再经过吸收及整流电路的电阻进行吸收，二极管进行整流，再经场效应管及外围保护电路进行分压以保护场效应管，再经过TVS限压及失效保护电路降压，最后经过与开关电源连接的差模滤波电路再一次进行滤波，从而使得浪涌电压经钳位、吸收及分压后的电压较小，使得开关电源避免受到冲击，进而保证了系统终端的正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型防雷击浪涌电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0015]如图1所示，本实用新型一种防雷击浪涌电路，包括与变压器连接的吸收限压电路、吸收及整流电路、场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路和与开关电源连接的差模滤波电路；在图1中，方框I表示的是吸收限压电路，方框2表示的是吸收及整流电路，方框3表示的是场效应管及外围保护电路，方框4表示的是TVS限压及失效保护电路，方框5表示的是差模滤波电路；所述的吸收限压电路与吸收及整流电路的输入端连接，所述的吸收及整流电路的输出端分别与场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接；所述的场效应管及外围保护电路还与TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接。
[0016]所述的吸收限压电路包括压敏电阻RV1、RV2、RV3和电容C1、C2、C3，所述压敏电阻RVl的一端与电容Cl的一端连接；所述压敏电阻RV2的一端与电容C2的一端连接；所述压敏电阻RV3的一端与电容C3的一端连接；所述压敏电阻RVl的另一端与电容Cl的另一端、压敏电阻RV2的另一端、电容C2的另一端、压敏电阻RV3的另一端、电容C3的另一端连接。电容Cl的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电容C3的另一端均与变压器连接。
[0017]所述的吸收及整流电路包括吸收用的电阻Rl、R2、R3、R4和二极管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 ;所述电阻Rl的一端与电容Cl的一端连接，所述电阻Rl的另一端与二极管D4的阳极、二极管D8的阴极连接；所述电阻R2的一端与电容C2的一端连接，所述电阻R2的另一端与二极管D3的阳极、二极管D7的阴极连接；所述电阻R3的一端与电容C3的一端连接，所述电阻R3的另一端与二极管D2的阳极、二极管D6的阴极连接；所述电阻R4的一端与电容C3的另一端连接，所述电阻R4的另一端与二极管Dl的阳极、二极管D5的阴极连接；所述二极管Dl的阴极、D2的阴极、D3的阴极、D4的阴极均连接；所述二极管D5的阳极、D6的阳极、D7的阳极、D8的阳极均连接。
[0018]所述的场效应管及外围保护电路包括稳压二极管VD1、VD2、VD3、尖峰吸收电容C4、C5、场效应管Vl以及电阻R5 ;所述电阻R5的一端与场效应管Vl的d极、尖峰吸收电容C4的一端、稳压二极管VDl的阴极、二极管Dl的阴极均连接，所述电阻R5的另一端与场效应管Vl的g极、电容C5的一端、稳压二极管VD3的阴极连接；所述场效应管Vl的s极与电容C5的另一端、稳压二极管VD3的阳极、尖峰吸收电容C4的另一端、稳压二极管VD2的阳极连接；所述稳压二极管VDl的阳极与稳压二极管VD2的阴极连接。稳压二极管的型号为IN4007 ;尖峰吸收电容为瓷片电容；场效应管Vl的型号为IRFPG50。
[0019]所述的TVS限压及失效保护电路包括电阻R6和TVS 二极管TVS1、TVS2 ;所述电阻R6的一端与场效应管及外围保护电路连接；所述电阻R6的另一端与TVS 二极管TVSl的阴极连接；所述TVS 二极管TVSl的阳极与TVS 二极管TVS2的阴极连接；所述TVS 二极管TVS2的阳极与二极管D5的阳极、差模滤波电路连接。TVS 二极管TVSl、TVS 二极管TVS的型号为 SMBJ250A。
[0020]所述的差模滤波电路包括两个串联电容C6、C7和两个与开关电源连接的滤波及放电电路，所述电容C6与一个滤波及放电电路连接；所述的电容C7与另外一个滤波及放电电路连接。
[0021]所述的滤波及放电电路包括两个一端相连接的电阻和一个电感，所述两个电阻的另一端分别与电感的两端连接。电感选用值为ImH的插件电感。
[0022]方框I为第一级压敏电阻钳位和电容滤波，压敏电阻选用821K，根据压敏电阻特性，在1.2/50us雷击等浪涌电压(以4kV为例)作用下，一只压敏电阻可以钳位1.2kV电压，针对最严酷的浪涌电压作用到线电压(AB、AC或BC)端，那么压敏钳位后浪涌电压降低到 2.4kV。
[0023]方框2为吸收电阻和整流桥堆。
[0024]方框3为场效应管分压电路，浪涌电压经一级钳位电路钳位到2.4kV，到达方框3的输入电压为2.4kV。VD3主要保护场效应管的栅源极。
[0025]方框4为降压电路，由TVSl，TVS2为SMBJ250A 二极管，崩溃电压为300V，则可计算场效应管栅极电压为 Ue = 2*300+ (Ud-2*300) / (R9+R10) *R9，有方框 3 可知，Ud = 2.4kV, RlO选用1.2M，R9选用200k阻值电阻，可得出Ug = 857.14V，则也可知Us = UG+U(VD9) = 858V。方框3和方框4的作用下可是浪涌电压得到大幅度的降低。
[0026]方框5组成LC滤波电路，由Us = 858V可估计出此防浪涌保护电路中的电流，I =Us/(2 31 fL+1/2 31 fC)，由电路中的浪涌电流则可得到方框2中电阻和方框5中的电感均能分压，由此可知4kV的浪涌电压经多重防雷击浪涌电路钳位、吸收及分压后输出电压小于858V。
[0027]以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种防雷击浪涌电路，其特征在于:包括与变压器连接的吸收限压电路、吸收及整流电路、场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路和与开关电源连接的差模滤波电路；所述的吸收限压电路与吸收及整流电路的输入端连接，所述的吸收及整流电路的输出端分别与场效应管及外围保护电路、TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接；所述的场效应管及外围保护电路还与TVS限压及失效保护电路、差模滤波电路连接。
2.根据权利要求1所述的防雷击浪涌电路，其特征在于:所述的吸收限压电路包括压敏电阻RV1、RV2、RV3和电容C1、C2、C3，所述压敏电阻RVl的一端与电容Cl的一端连接；所述压敏电阻RV2的一端与电容C2的一端连接；所述压敏电阻RV3的一端与电容C3的一端连接；所述压敏电阻RVl的另一端与电容Cl的另一端、压敏电阻RV2的另一端、电容C2的另一端、压敏电阻RV3的另一端、电容C3的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的防雷击浪涌电路，其特征在于:所述的吸收及整流电路包括吸收用的电阻Rl、R2、R3、R4和二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 ;所述电阻Rl的一端与电容Cl的一端连接，所述电阻Rl的另一端与二极管D4的阳极、二极管D8的阴极连接；所述电阻R2的一端与电容C2的一端连接，所述电阻R2的另一端与二极管D3的阳极、二极管D7的阴极连接；所述电阻R3的一端与电容C3的一端连接，所述电阻R3的另一端与二极管D2的阳极、二极管D6的阴极连接；所述电阻R4的一端与电容C3的另一端连接，所述电阻R4的另一端与二极管Dl的阳极、二极管D5的阴极连接；所述二极管Dl的阴极、D2的阴极、D3的阴极、D4的阴极均连接；所述二极管D5的阳极、D6的阳极、D7的阳极、D8的阳极均连接。
4.根据权利要求3所述的防雷击浪涌电路，其特征在于:所述的场效应管及外围保护电路包括稳压二极管VD1、VD2、VD3、尖峰吸收电容C4、C5、场效应管Vl以及电阻R5 ;所述电阻R5的一端与场效应管Vl的d极、尖峰吸收电容C4的一端、稳压二极管VDl的阴极、二极管Dl的阴极均连接，所述电阻R5的另一端与场效应管Vl的g极、电容C5的一端、稳压二极管VD3的阴极连接；所述场效应管Vl的s极与电容C5的另一端、稳压二极管VD3的阳极、尖峰吸收电容C4的另一端、稳压二极管VD2的阳极连接；所述稳压二极管VDl的阳极与稳压二极管VD2的阴极连接。
5.根据权利要求4所述的防雷击浪涌电路，其特征在于:所述的TVS限压及失效保护电路包括电阻R6和TVS 二极管TVS1、TVS2 ;所述电阻R6的一端与场效应管及外围保护电路连接；所述电阻R6的另一端与TVS 二极管TVSl的阴极连接；所述TVS 二极管TVSl的阳极与TVS 二极管TVS2的阴极连接；所述TVS 二极管TVS2的阳极与二极管D5的阳极、差模滤波电路连接。
6.根据权利要求5所述的防雷击浪涌电路，其特征在于:所述的差模滤波电路包括两个串联电容C6、C7和两个与开关电源连接的滤波及放电电路，所述电容C6与一个滤波及放电电路连接；所述的电容C7与另外一个滤波及放电电路连接。
7.根据权利要求6所述的防雷击浪涌电路，其特征在于:所述的滤波及放电电路包括两个一端相连接的电阻和一个电感，所述两个电阻的另一端分别与电感的两端连接。
【文档编号】H02H9/04GK204068232SQ201420378445
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】高松平, 叶孟军, 刘校峰 申请人:宁波三星电气股份有限公司